MERZ, Jürgen (Kärntner Strasse 9a, Kreuztal, 57223, DE)
SEIDEL, Jürgen (Feuerdornweg 8, Kreuztal, 57223, DE)
SUDAU, Peter (Wilhelm-Münker-Str. 8, Hilchenbach, 57271, DE)
BENFER, Frank (Ditzroder Weg 23, Bad Laasphe, 57334, DE)
KIPPING, Matthias (Augustastrasse 10, Herdorf, 57562, DE)
MERZ, Jürgen (Kärntner Strasse 9a, Kreuztal, 57223, DE)
SEIDEL, Jürgen (Feuerdornweg 8, Kreuztal, 57223, DE)
SUDAU, Peter (Wilhelm-Münker-Str. 8, Hilchenbach, 57271, DE)
BENFER, Frank (Ditzroder Weg 23, Bad Laasphe, 57334, DE)
Patentansprüche:
1. Fräsmaschine (1 ) zum Fräsen zumindest einer Oberfläche (2) einer Bramme (3), wobei die Fräsmaschine (1 ) vorzugsweise Bestandteil einer Vor- richtung zum Herstellen eines Metallbandes durch Stranggießen ist, wobei die Fräsmaschine (1 ) einen Maschinengrundkörper (4) aufweist, auf dem eine Spindelhalterung (5) angeordnet oder aus dem eine Spindelhalterung (5) ausgeformt ist, in der mindestens eine mindestens einen Fräser (6) haltende Lagerung (7) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Maschinengrundkörper (4) zumindest abschnittweise, vorzugsweise vollständig, aus einer Anzahl metallischer Wände (8) gebildet ist, die ein Volumen einschließen, wobei das Volumen mit Beton (9) gefüllt ist.
2. Fräsmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die metallischen Wände (8) Bestandteil einer Maschinengrundkör- per-Schweißkonstruktion sind.
3. Fräsmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die metallischen Wände (8) Bestandteil einer Maschinengrundkör- per-Gusskonstruktion sind.
4. Fräsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die metallischen Wände (8) aus Baustahl bestehen.
5. Fräsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die metallischen Wände (8) aus rostfreiem Stahl bestehen.
6. Fräsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die metallischen Wände (8) aus säurebeständigem Stahl bestehen.
7. Fräsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Fräser (6) ein Walzenfräser ist, dessen Drehachse sich quer zur Bewegungsrichtung der Bramme (3) erstreckt.
8. Fräsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Fräser (6) ein Messerkopffräser ist, dessen Drehachse senkrecht auf der Oberfläche der Bramme (3) steht.
9. Fräsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an oder in der Spindelhalterung (5) neben der Lagerung (7) für den
Fräser (6) die Lagerung mindestens einer Rollgangsrolle (10) angeordnet ist.
10. Fräsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass an der Spindelhalterung (5) neben der Lagerung (7) für den Fräser (6) mindestens eine Führungsschiene für die Bramme (3) angeordnet ist.
11. Fräsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass an der Spindelhalterung (5) neben der Lagerung (7) für den Fräser (6) mindestens eine Lagerung (11 ) für eine Gegenhalterolle (12) angeordnet ist.
12. Fräsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelhalterung (5) lösbar an dem Maschinengrundkörper (4) angeordnet ist.
13. Fräsmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelhalterung (5) und der Maschinengrundkörper (4) an einer horizontalen Ebene (13) aneinander liegen und miteinander verbunden sind.
14. Fräsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Maschinengrundkörper (4) im Bereich unterhalb des mindestens einen Fräsers (6) eine schräge Oberfläche (14) bildet.
15. Fräsmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die schräge Oberfläche (14) in Förderrichtung (F) der Bramme (3) ansteigt oder abfällt.
16. Fräsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass in den Beton (9) mindestens ein Rohr (15) eingegossen ist.
17. Fräsmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (15) zum Durchfluss eines Kühlmediums ausgebildet ist.
18. Fräsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb und/oder seitlich des Maschinengrundkörpers (4) mindestens ein schwingungsdämpfendes Element (16, 17) angeordnet ist.
19. Fräsmaschine nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das schwingungsdämpfende Element (16, 17) als Schiene ausgebildet ist, die sich quer zur Förderrichtung der Bramme (3) über den Maschi- nengrundkörper (4) erstreckt.
20. Fräsmaschine nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass das schwingungsdämpfende Element (16, 17) eine Einstellfunktion zur Einstellung des Abstandes zwischen dem Maschinengrundkörper (4) und dem Boden oder einer seitlichen Anschlagsfläche aufweist.
21. Fräsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass in Förderrichtung (F) der Bramme (3) vor und/oder hinter dem Fräser (6) eine Brammentransportvorrichtung angeordnet ist.
22. Fräsmaschine nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Brammentransportvorrichtung mindestens ein angetriebenes Rollenpaar aufweist, das auf der Brammenober- und -Unterseite (2) angreift und eine Förderkraft auf die Bramme (3) ausübt.
23. Fräsmaschine nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Brammentransportvorrichtung mindestens ein angetriebenes Rollenpaar aufweist, das an den seitlichen Kanten der Bramme (3) angreift und eine Förderkraft auf die Bramme (3) ausübt. |
Fräsmaschine zum Fräsen einer Bramme
Die Erfindung betrifft eine Fräsmaschine zum Fräsen zumindest einer Oberflä- che einer Bramme, wobei die Fräsmaschine vorzugsweise Bestandteil einer Vorrichtung zum Herstellen eines Metallbandes durch Stranggießen ist, wobei die Fräsmaschine einen Maschinengrundkörper aufweist, auf dem eine Spin- delhalterung angeordnet oder aus dem eine Spindelhalterung ausgeformt ist, in der mindestens eine mindestens einen Fräser haltende Lagerung angeordnet ist.
Beim kontinuierlichen Gießen von Brammen T es kann sich dabei sowohl um Dünnbrammen als auch um Dickbrammen handeln - in einer Stranggussanlage können Oberflächenfehler, wie beispielsweise Oszillationsmarkierungen, Gieß- pulverfehler oder längs und quer verlaufende Oberflächenrisse, entstehen. Ferner schädigt auch die dem Gießen nachfolgende Verzunderung die Brammenoberfläche. Dies tritt bei konventionellen und Dünnbrammen-Gießmaschinen auf.
Sollen Produkte mit einer hohen Oberflächengüte hergestellt, d. h. gewalzt werden oder ist eine riss- und kerbfreie Oberflächengüte gefordert, so werden Brammen zumeist geflammt, d. h. die Oberfläche der Bramme wird mit Hilfe einer Gas-Sauerstoffflamme abgebrannt oder mittels einer speziellen Schleifmaschine geschliffen.
Aus der NE-Metallherstellung (z. B. von Kupferlegierungen) sind Fräsmaschinen bekannt, die mit Walzenfräsern die Oxidhaut von Platinen bzw. von Coils entfernen.
Die Verfahren Flammen und Schleifen haben für den jeweiligen Einsatz ihre entsprechenden Vorteile und somit ihre Berechtigung. Allerdings besitzen sie auch Verfahrensnachteile.
Beim Flammen wird die Oberfläche der Bramme abgebrannt. Während dieses Vorgangs werden erhebliche Mengen an Emissionen (insbesondere Verbrennungsgase und Staub) freigesetzt. Die Verbrennungsprodukte können nicht ohne Weiteres wieder in den Wertstoffkreislauf eingefügt werden.
Auch beim Schleifen von Brammen werden Emissionen frei, die umweltbelas- tend sind. Oft müssen diese Emissionen durch spezielle Absauganlagen und Filtersysteme geführt werden, um die Umwelt vor Schäden zu schützen.
Auch sind der Brammentemperatur Grenzen gesetzt, bei der diese geschliffen werden können.
Fräsmaschinen hingegen können Brammen bei sehr hohen Temperaturen bearbeiten. Sie haben so gut wie keine Emissionen und die entstehenden Späne können ohne weiteres in den Wertstoffkreislauf wieder eingefügt werden.
Das Fräsen von Brammen ist als solches Stand der Technik. Es wird beispielsweise auf die DE 27 04 814 A1 , auf die DE-AS 1 286 379, auf die DE-PS 838 105, auf die DE 696 34 103 T2, auf die DE 1 627 072 A1 , auf die EP 0 705 653 B1 , auf die DE-PS 335 136, auf die DE-PS 674 787 und auf die DE 197 17 200 A1 hingewiesen.
Es hat sich beim Fräsen von Brammen herausgestellt, dass das Arbeitsergebnis entscheidend davon abhängig ist, ob und in welchem Umfang beim Fräs- prozess Schwingungen auftreten. Insbesondere ist das Fräsen von NE-Metallen sehr sensitiv hinsichtlich auftretender Schwingungen.
Die Anregung der Schwingungen entsteht durch die relativ hohe Anzahl von Fräserschneiden, wobei auch die Schneidenform einen nicht unerheblichen Ein- fluss hat. Deshalb hat es sich als besonders wichtig herausgestellt, gerade auch beim Fräsen von Brammen auf eine geringe Entwicklung von Schwingungen während des Fräsprozesses zu achten.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Fräsmaschine der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass eine Verbesserung des Fräsprozesses möglich wird. Dabei soll insbesondere dafür Sorge getragen werden, dass der Ausbildung von Schwingungen in der Fräsmaschine entge- gengewirkt wird, so dass insgesamt eine höhere Brammenqualität erzielbar ist.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Maschinengrundkörper zumindest abschnittweise, vorzugsweise vollständig, aus einer Anzahl metallischer Wände gebildet wird, die ein Volumen einschließen, wobei das Volumen mit Beton gefüllt ist.
Die metallischen Wände sind bevorzugt Bestandteil einer Maschinengrundkör- per-Schweiß- oder -Gusskonstruktion. Sie können aus normalem Baustahl oder auch aus rostfreiem bzw. säurebeständigem Stahl bestehen.
Der mindestens eine Fräser ist bevorzugt ein Walzenfräser, dessen Drehachse sich quer zur Bewegungsrichtung der Bramme erstreckt. Allerdings ist auch der Einsatz eines Messerkopffräsers möglich, dessen Drehachse senkrecht auf der Oberfläche der Bramme steht.
An oder in der Spindelhalterung kann neben der Lagerung für den Fräser die Lagerung mindestens einer Rollgangsrolle angeordnet sein. Ferner kann an der Spindelhalterung neben der Lagerung für den Fräser mindestens eine Führungsschiene für die Bramme angeordnet sein. An der Spindelhalterung kann weiterhin neben der Lagerung für den Fräser mindestens eine Lagerung für eine Gegenhalterolle angeordnet sein.
Die Spindelhalterung kann lösbar an dem Maschinengrundkörper angeordnet sein (z. B. mittels einer Schraubverbindung mit diesem verbunden). Die Spindelhalterung und der Maschinengrundkörper können dabei an einer horizontalen Ebene aneinander liegen und miteinander verbunden sein.
Der Maschinengrundkörper kann im Bereich unterhalb des mindestens einen Fräsers eine schräge Oberfläche bilden. Diese schräge Oberfläche kann in Förderrichtung der Bramme ansteigen oder abfallen.
In den Beton kann mindestens ein Rohr eingegossen sein. Dieses Rohr ist dabei bevorzugt zum Durchfluss eines Kühlmediums ausgebildet.
Unterhalb und/oder seitlich des Maschinengrundkörpers kann mindestens ein schwingungsdämpfendes Element angeordnet sein. Das schwingungsdämp- fende Element kann als Schiene ausgebildet sein, die sich quer zur Förderrichtung der Bramme über den Maschinengrundkörper erstreckt.
Das schwingungsdämpfende Element hat dabei bevorzugt eine Einstellfunktion zur Einstellung des Abstandes zwischen dem Maschinengrundkörper und dem Boden oder einer seitlichen Anschlagsfläche.
Eine Weiterbildung sieht schließlich vor, dass in Förderrichtung der Bramme vor und/oder hinter dem Fräser eine Brammentransportvorrichtung angeordnet ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Brammentransportvorrichtung mindes- tens ein angetriebenes Rollenpaar aufweist, das auf der Brammenober- und - Unterseite angreift und eine Förderkraft auf die Bramme ausübt. Es ist aber auch möglich, dass die Brammentransportvorrichtung mindestens ein angetriebenes Rollenpaar aufweist, das an den seitlichen Kanten der Bramme angreift und so eine Förderkraft auf die Bramme ausübt.
Mit der vorgeschlagenen Lösung wird es möglich, den Fräsprozess dahingehend zu stabilisieren, dass deutlich weniger Schwingungen als bei vorbekannten Anlagen auftreten. Damit kann das Ergebnis der Fräsoperation deutlich verbessert und die Qualität der Oberflächenbearbeitung der Bramme erhöht werden.
Dies führt zu einer qualitativ verbesserten Herstellung von Brammen, insbesondere von Dünnbrammen.
All die genannten Maßnahmen zur Dämpfung der Schwingungen bewirken eine höhere Standzeit der Fräser und eine bessere Qualität der Brammenoberfläche. Die mit der monolithischen Bauweise einhergehende Vorfertigung bzw. die Integration des Fundaments in die Maschine vermeidet umfangreiche Fundamentarbeiten sowie Montage- und Richtarbeiten vor Ort. Ein Nachrüsten wird daher sehr einfach möglich.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die einzige Figur zeigt in perspektivischer Darstellung eine Fräsmaschine zum Fräsen einer Oberfläche einer Dünnbramme.
In der Figur ist eine Fräsmaschine 1 zu sehen, mit der die Oberfläche 2 einer Dünnbramme 3 abgefräst werden kann. Vorliegend wird die Unterseite der Bramme 3 abgefräst.
Es sei bemerkt, dass in der Figur der vordere Teil der Maschine, der gespiegelt zum hinteren Teil der Maschine aufgebaut ist, aus Gründen der übersichtlichkeit nicht dargestellt ist. Die verschiedenen Komponenten, wie Fräser, Rollgangsrollen und Gegenhalterolle, sind also nicht fliegend gelagert, sondern im vorderen, nicht dargestellten Maschinenteil.
Die Fräsmaschine 1 weist einen Maschinengrundkörper 4 auf, der eine Spin- delhalterung 5 trägt. Die Spindelhalterung 5 kann dabei einstückig mit dem Ma-
schinengrundkörper 4 ausgebildet sein oder auch ein separates Maschinenelement, das mit dem Maschinengrundkörper 4 verbunden ist. Im vorliegenden Falle ist die Spindelhalterung 5 als separates Teil ausgebildet, wobei die Spin- delhalterung 5 und der Maschinengrundkörper 4 an einer horizontalen Ebene 13 aneinander liegen. Die Teile sind dann mit nicht dargestellten Schrauben fest verbunden.
In der Spindelhalterung 5 befindet sich eine Lagerung 7 für einen Fräser 6, der im Ausführungsbeispiel als Walzenfräser ausgeführt ist, dessen Drehachse quer zur Förderrichtung F der Bramme 3 ausgerichtet ist. Ferner weist die Spindelhalterung 5 eine Lagerung 11 für eine Gegenhalterolle 12 auf, die beim Fräsen der Bramme 3 diese an der dem Fräser 6 gegenüberliegenden Seite abstützt. Ferner werden durch die Spindelhalterung 5 Rollgangsrollen 10 gehalten, die zum Halten und Fördern der Bramme 3 erforderlich sind.
Damit die Schwingungsentstehung während des Fräsvorgangs möglichst gering bleibt, ist vorgesehen, dass der Maschinengrundkörper 4 zumindest abschnittweise - im Ausführungsbeispiel jedoch vollständig - aus einer Anzahl metallischer Wände 8 gebildet wird. Es handelt sich im Ausführungsbeispiel um Bleche, die so zugeschnitten und zusammengeschweißt sind, dass sich die ge- wünschte äußere Form des Maschinengrundkörpers 4 ergibt. Die Wände 8 schließen einen Hohlraum ein, der mit Beton 9 ausgegossen ist.
Genauso können die Wände 8 natürlich auch durch einen Gießvorgang hergestellt sein.
Gusseiserne Maschinengestelle bzw. Maschinenbetten besitzen grundsätzlich ein relativ gutes Dämpfungsverhalten. Grauguss hat gegenüber normalem Stahl ein zwei- bis dreifach besseres Dämpfungsverhalten. Für Beton kann das Dämpfungsverhalten gegenüber Grauguss, insbesondere bei entsprechender Konditionierung des Betons, um mindestens den Faktor 4 übertroffen werden.
Mit dem vorgeschlagenen Konzept ergibt sich eine monolithische Bauform für den Maschinengrundkörper 4. Diese weist gute Dämpfungseigenschaften auf, insbesondere wenn der zum Einsatz kommende Beton entsprechend konditioniert ist, wobei der E-Modul und das Schwindungsverhalten einstellbar ist. Auch kann eine Armierung speziell auf die zu erwartende Belastung hin vorgesehen werden.
Da der Beton auch eine höhere Wärmekapazität und eine höhere Wärmebeständigkeit aufweist, ist er besonders zum Fräsen von heißen Brammen geeignet. Beim Gießen des Betons kann die Schaltung, also die Wandung 8, aus normalem Stahl oder rast- und säurebeständigem Material bestehen.
Die Wandung 8 kann, wie bereits erwähnt, spanabhebend und schweißtechnisch bearbeitet werden. Diese Ausgestaltung hat die vorteilhafte Möglichkeit zur Folge, dass zusätzliche Maschinenelemente leicht angebracht und vorge- sehen werden können.
Dies gilt beispielsweise auch für eine schräge Oberfläche 14, die als Spänerutsche genutzt werden kann. Die auf die schräge Oberfläche 14 fallenden Späne können leicht mit einem Wasserstrahl wegtransportiert werden.
Strahlungswärme, die der Beton 9 durch die heiße Bramme 3 aufnehmen muss, kann durch im Beton 9 verlegte Rohre 15 abgeleitet werden, die als Kühlrohre dienen können, wenn sie von einem Kühlfluid durchströmt werden. Die Rohre 15 können ansonsten auch als Leerrohre für die Strom-, Wasser-, oder Schmierstoffversorgung dienen.
Durch die monolithische Bauart sowie die Verwendung von schwingungsdämp- fenden Elemente 16 und 17 als Isolatoren bzw. Richtelemente zum Aufstellen der Fräsmaschine 1 sind Schwingungen von außen, z. B. durch die Fertigstaffel einer Warmbandstraße und durch die Oszillation der Gießmaschine, auf die Fräsmaschine 1 unwirksam bzw. zumindest stark gedämpft.
Die schwingungsdämpfenden Elemente 16, 17 sind dabei im Ausführungsbeispiel so angeordnet, dass sie vertikale (s. Element 16) und horizontale (s. Element 17) Kräfte aufnehmen können.
Der Fräsvorgang erfolgt vorzugsweise im heißen Zustand der Bramme 3. Er erfolgt in oder quer zur Förder- oder Vorschubrichtung F; vorzugsweise werden Walzenfräser eingesetzt, wobei aber auch Messerköpfe möglich sind. Die Fräser erstrecken sich dabei bevorzugt über die gesamte zu fräsende Breite der Bramme 3.
Der Erfindungsvorschlag stellt also darauf ab, dass die Fräsmaschine 1 zum Teil oder vollständig aus einem Maschinengestell besteht, das aus einem Verbundwerkstoff hergestellt ist, der aus einer Stahlkonstruktion (Schweiß- oder Gusskonstruktion) und Beton besteht.
Die Maschinenkonstruktion ist derart gestaltet, dass durch die Kombination einer Stahl- oder einer Gusskonstruktion mit dem Beton ein Monolith entsteht, so dass auf ein eigenes Maschinenfundament als solches verzichtet werden kann. Die Fräsmaschine bzw. deren Maschinengrundkörper kann somit direkt auf den Boden der Halle aufgesetzt werden, sofern dieser die auftretende Flächenpressung aufnehmen kann.
Bevorzugt bilden der oder die Fräser, die Rollgangsrollen, die Brammentrans- portvorrichtungen und die Führungseinheiten mit dem Beton-gefüllten Maschi- nengrundkörper eine Einheit. Es ist allerdings auch möglich, dass nur einer o- der mehrere, aber nicht alle der genannten Elemente mit dem Beton-gefüllten Maschinengrundkörper verbunden sind. So können auch nur Führungsbahnen (Führungsbetten) mit dem Verbundwerkstoff aus Stahl und Beton eine formschlüssige Verbindung haben (s. horizontale Trennebene 13).
Zur genannten Brammentransporteinrichtung sei folgendes angemerkt: Eine Brammentransporteinrichtung (in der Figur nicht dargestellt) hat die Aufgabe, die Bramme entgegen der Fräskraft anzutreiben bzw. zu halten, so dass ein Gleichlauf- oder ein Gegenlauffräsen möglich ist.
Die Brammentransporteinrichtung kann so gestaltet sein, dass auf der Brammenober- und -Unterseite ein Rollenpaar angreift, das die Bramme antreibt. Es ist aber auch möglich, dass der Brammenvortrieb über die seitlichen Kanten der Bramme erfolgt. Eine solche Brammentransport- bzw. -Greifvorrichtung kann vor und/oder hinter dem Fräser angeordnet sein und somit die Bramme schie- ben und/oder ziehen, so dass zumindest die Fräskräfte und die gewichtskraft- bedingten Reibkräfte der Bramme überwunden werden.
Die Trennebene 13 dient z. B. dafür, wenn die Fräsmaschine über eine Fahrbahn bewegt werden soll, so dass das Fundament und das Maschinenbett von der übrigen Maschine trennbar oder getrennt ist.
Bezugszeichenliste:
1 Fräsmaschine
2 Oberfläche der Bramme
3 Bramme
4 Maschinengrundkörper
5 Spindelhalterung
6 Fräser
7 Lagerung
8 metallische Wand
9 Beton
10 Rollgangsrolle
11 Lagerung
12 Gegenhalterolle
13 horizontale Ebene
14 schräge Oberfläche
15 Rohr
16 schwingungsdämpfendes Element
17 schwingungsdämpfendes Element
F Förderrichtung der Bramme